VIII Los Minerales y Los Energeticos en El Oceano

12/11/2014 VIII. LOS MINERALES Y LOS ENERGÉTICOS EN EL OCÉANO

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V I I I . L O S M I N E R A L E S Y L O SE N E R G É T I C O S E N E L O C É A N O

LA EXPLORACIÓN de las profundidades oceánicas no se ha limitado sólo al descubrimientode extrañas y asombrosas criaturas, o aclarar el origen y evolución geológica de nuestroplaneta, sino que también se han desarrollado ciencias aplicadas cuya finalidad esaprovechar los recursos que los mares le ofrecen a la humanidad.

La geología no es sólo una ciencia teórica y especulativa, ya que también manejatécnicas de gran utilidad para el hombre, como la localización y explotación de losminerales, rocas y aguas subterráneas; el aprovechamiento de fuentes naturales deenergía —carbón, petróleo, gas natural, minerales radiactivos, etcétera— el estudio de losterrenos para construir tanto en continentes como en costas, así como las investigacionesque permiten prevenir catástrofes naturales producidas por inundaciones, erupcionesvolcánicas y terremotos.

Un nuevo campo de la geología aplicada es el estudio de la geología del espacio; porejemplo, el análisis de las muestras de las rocas lunares traídas por los astronautas delprograma Apolo.

La geología ha servido al hombre para que aproveche los minerales, que en la tierra soncada vez más difíciles de encontrar. A medida que se agotan los yacimientoscontinentales, el porvenir de la minería se desplaza hacia la exploración y explotaciónsubmarinas, ya que el océano contiene casi todos los minerales conocidos.

El mar oculta, diseminados en el seno de sus aguas, miles de millones de toneladas deaproximadamente 77 elementos químicos, como el cloro, sodio, magnesio, azufre,aluminio, yodo, cobre, zinc, plomo, mercurio, oro, estaño, fosfatos y otros muchos. En laactualidad, los tres principales minerales que se extraen de manera rentable del mar sonla sal, único producto que el hombre obtiene en grandes cantidades; el magnesio, juntocon sus compuestos, y el bromo, pero aun falta explotar otra gran riqueza mineral delocéano.

Cantidades estimadas de sustancias en el agua del mar (Según V.Romanosky)

Sustancia Cantidad (miles de millones de toneladas)

Cloruro sódico 38 000 000Sulfatos 3 300 000Magnesio 1 600 000

Potasa 480 000

Bromo 83 000

Oro 10 000



Los océanos contienen 1 350 millones de kilómetros cúbicos de agua. Los técnicoscalculan que en cada cuatro kilómetros cúbicos de agua del mar existen 165 millones detoneladas de minerales; sin embargo, los problemas que se presentan para aprovecharlosson innumerables, ya que estos minerales se encuentran esparcidos en concentracionestan pequeñas que su extracción es, por el momento, impracticable.

Una de las incógnitas que más ha inquietado a los químicos es cómo extraer de las aguasoceánicas los 10 millones de toneladas de oro que, según los cálculos, están disueltos ensu seno. El químico alemán Ernst Bayer, de la Universidad de Tubinga, fue el primero queextrajo oro del agua del mar. Pero su método no fue costeable. De un total de 100 litrosde agua, sólo pudo extraer, después de un largo y costoso proceso, 1.4 millonésimas degramo de ese metal, por lo que se necesitarían 97 millones de litros de agua para obtenersólo un poco más de un gramo y medio de oro.

Obtener minerales del océano no es un hecho nuevo. Se sabe que hace 4 000 años elhombre aprendió a conseguir sal común mediante la evaporación solar del agua del mar.Hace 2 000 años los polinesios arrancaban pedazos de coral de los arrecifes, y producíancon ellos bloques para sus construcciones. De las conchas de los caracoles Murex losfenicios obtenían sustancias que utilizaban como colorantes.

Durante muchos años el hombre no prestó atención a la minería marina, pero conforme seincrementaron los conocimientos sobre los océanos se fueron abriendo las posibilidadesde aprovechar esos recursos. Los minerales del mar se pueden dividir en: sustanciasdisueltas; compuestos depositados en playas; depósitos minerales de las plataformas,taludes continentales y zonas profundas del océano, y filones o masas metalíferasdiseminadas.

Entre las sustancias disueltas se encuentra azufre, bromo, litio, magnesio, fosfatos,potasio y sodio. Actualmente se han empezado a diseñar técnicas de explotaciónrentable, por lo que ya es posible extraer azufre, bromo, magnesio, potasio y sodio de lasaguas oceánicas. Por ejemplo, una fábrica de Texas extrae el magnesio, valioso y livianometal. Se ha calculado que en cada cuatro metros cúbicos de mar hay 5.75 millones detoneladas de este mineral, que se utiliza en la construcción de aviones y en vehículosespaciales, ya que es 35 por ciento más ligero que el aluminio y alcanza una solidezmayor en aleaciones. También se emplea para producir medicinas, dentífricos y tintas deimprenta. La misma fabrica obtiene del agua del mar el 80 por ciento del suministronacional de bromo, contenido en gasolina refinada y en medicinas.

El cloro y el sodio, que forman la sal común, han sido aprovechados desde tiempoinmemorial. Actualmente se producen y se consumen 130 millones de toneladas anualesde sal en el mundo. Una de las salinas más grandes es la de Guerrero Negro, en BajaCalifornia Sur, que tiene una extensión de 22 mil hectáreas de concentración y 3 000 decristalización de sal. Esta salina produce cinco millones de toneladas anuales, y le sigueen tamaño y producción la de Japón, que elabora tres millones de toneladas. En Australiahay cuatro salinas, de donde se sacan cinco millones de toneladas. Estos tres paísesproducen al año 13 millones de toneladas de sal de exportación, así como 117 millonesque sirven para consumo local.

Las salinas se sitúan en zonas cálidas y secas. El agua del mar se conduce por canales alos estanques de concentración, en donde se ve aclarada como consecuencia de lasedimentación de las partículas que contiene. Después se lleva a estanques máspequeños y poco profundos, llamados de cristalización. Aquí el agua se evapora y da lugar



a unos cristales de sal que forman una costra en el fondo, la cual se recoge, se lava, seseca y se almacena. El resto del agua se regresa al mar, sin separar otros mineralescomo el bromo y el potasio, que podrían ser utilizados.

El rendimiento general de las salinas es de 1.3 toneladas de sal por cada 1 000 metroscúbicos de agua procesada. La sal, según la cantidad de cloruro de sodio que contiene, seclasifica en: de primera calidad, que tiene 96 por ciento de sal y se usa para laalimentación; de segunda, que contiene de 94 a 95 por ciento, y se emplea en la industriaquímica, y de tercera, con 90 a 91 por ciento, que se utiliza en la refrigeración y en otrasáreas industriales.

El bromo es un metal que abunda en el mar, donde por cada metro cúbico de agua seencuentran 65 gramos. Cuando empezaron a emplearse los combustibles líquidos en losmotores surgió la necesidad de usar el bromo como antidetonante. Por esta razón seincrementó su consumo de tal manera que se construyeron fábricas de extracción enEuropa, África y América. Entre las principales destacan las rusas, situadas en el MarNegro, y las inglesas, en el Mar Muerto.

La obtención de las sustancias minerales disueltas en el agua del mar requiere demétodos complicados, pero ya existen técnicas de extracción. Se ha observado que losorganismos marinos aprovechan para su uso algunas sustancias. Los caracoles, las ostrasy los corales emplean el calcio para formar su vivienda; ciertas algas fijan el yodo, y elfitoplancton absorbe fosfatos y nitratos.

El hombre ha podido obtener minerales con la ayuda de los seres vivos del océano. Porejemplo, casi todo el suministro mundial de yodo se ha podido obtener mediante elprocesamiento de algas marinas, sobre todo de los depósitos antiguos de las que estánen tierra.

Los compuestos depositados en las playas, llamados placeres, son como tesoros ocultosdel fondo marino. Dichas sustancias proceden de los continentes. Por ejemplo, las aguasde los ríos erosionan las rocas y arrastran los minerales que éstas contienen hasta laplaya, donde se empiezan a formar nuevos yacimientos. Posteriormente, las mareas y eloleaje separan los diferentes componentes. Los más pesados quedan entonces en lascapas inferiores, formándose así los yacimientos definitivos.

Algunos de los placeres de oro más importantes se encuentran en Nome, al oeste deAlaska, los cuales son considerados como de los más grandes, comparables con los quese explotaron hace un siglo en Canadá, Australia y California.

Los yacimientos costeros que además de ser extensos suelen ser muy ricos, se hallanrepartidos a lo largo y a lo ancho de las costas, debido a que el nivel del agua hacambiado en el transcurso de los años. Así, debido a que los minerales en la playa no seencuentran a grandes profundidades, su explotación resulta relativamente fácil. Ello hapermitido el descubrimiento de gran cantidad de yacimientos, lo que ha estimulado eldesarrollo de la minería marina.

En muchos países, la explotación de los minerales de las playas está proporcionandograndes ingresos anuales. Por ejemplo, Australia obtiene alrededor de 50 millones dedólares por la explotación de los minerales que se extraen de sus costas. El 93 por cientode la producción del mineral de rutilo que obtiene ese país, mineral que contiene altascantidades de titanio, proviene de los yacimientos australianos. De estos mismos lugaresse extrae zircón en abundancia, que se utiliza para producir el zirconio, indispensable enla construcción de turbinas, reactores nucleares y en la industria eléctrica.



En las costas africanas se descubrieron grandes yacimientos de diamantes. Estas piedraspreciosas son comparables en calidad a las que se extraen de la tierra. Las actividades deesta clase de extracción fueron iniciadas por el barco-fábrica Diamantkus que filtra 300toneladas de barro cada hora para obtener alrededor de 700 kilates de diamantes en undía. En la actualidad funciona en África una flota de barcos extractores de diamantes.

En las costas de México se han encontrado placeres, como los de ilmenita, magnetita,rutilo y zircón, situados en las playas de Colima; de cobre y cinc, localizados en Guaymasy Santa Rosalía, Baja California Sur; de oro, ubicados en la desembocadura de los ríos deSinaloa; y de fosforita, que están en las costas de la península de Baja California. Algunosde éstos como la fosforita, ya se encuentran en producción.

Recientemente se han descubierto muchas riquezas minerales en el Antártico. En TierraVictoria, cerca del glacial de Rennick, han encontrado molibdeno, torio, uranio, cobalto yplatino. En el glacial de Lille se localizó molibdeno, y en el glacial de Scott, en los montesTransantárticos centrales se localizó un depósito de uranio.

El hallazgo más importante de esa región corrió a cargo del geólogo Edward J. Zeller —dela Universidad de Kansas, Estados Unidos—, quien encontró un gran depósito de torio enel glacial de Darwin, en la sierra Transantártica. El torio es un elemento radiactivo capazde sustituir al uranio en la producción de energía nuclear.

Se han descubierto asimismo otros minerales más escasos llamados tierras raras, comoel cerio, el itrio, el lantano, el estaño, el niobio y el zirconio, elementos que tienenmúltiples usos en la industria farmacéutica y en la petrolera, entre otras.

Los yacimientos de las plataformas continentales se formaron durante las glaciacionesocurridas en el Pleistoceno, cuando el nivel del mar era de 90 a 150 metros más bajo queel actual. Por lo tanto, las playas de aquel entonces, en donde se depositaron losminerales, actualmente forman parte de la plataforma continental cubierta por agua. Losprincipales minerales que se encuentran en las plataformas continentales son la fosforita,la glauconita, el carbón y el petróleo y sus derivados.

La fosforita fue localizada en yacimientos formados por nódulos hasta de 60 centímetrosde diámetro situados en los bordes de las plataformas y en bancos submarinos.

La glauconita es común en las plataformas, donde se encuentra en capas de arena decolor verdoso. Estos dos minerales sirven para preparar abonos.

Los yacimientos de carbón que existen en la plataforma continental son semejantes a losque se encuentran en el continente, y muchos de ellos son continuación de éstos. Laexplotación de los mismos se efectúa ya en plataformas de poca profundidad, comosucede en las costas de Japón, Taiwán, Turquía, Reino Unido, Canadá y Chile, en donde seextrae carbón con un valor anual de 350 millones de dólares.



Figura 17. Distribución de minerales en las costas.

Los yacimientos de petróleo que se encuentran exclusivamente debajo de los sedimentosdel fondo oceánico, se localizan a profundidades que varían de cientos a miles de metros.Sin embargo, en la actualidad sólo se explotan los de la plataforma continental.

El petróleo, a diferencia de los otros minerales, es de origen orgánico. Los restos devegetales y animales de los periodos Cretásico y Terciario se mezclaron con otrossedimentos, como arena, limo y arcilla, y se transformaron conforme se fueronenterrando a raíz de la erosión continental; debido a esta descomposición la materiaorgánica alcanzó un estado en que el carbono y el hidrógeno se combinaron, en ausenciatotal de oxígeno, formando los hidrocarburos.

El número de átomos de carbono que integran las moléculas de los hidrocarburos sonvariables constituyendo compuestos que reciben el nombre común de productos delpetróleo. Tal es el caso del petróleo crudo y el gas.

Productos del petróleo*

Producto No. de átomos decarbono usos

Gas 1 - 4 Gas combustible

Gasolina 4 - 12 Combustible paramotores

Nafta 7 - 12 Solvente

Kerosina 12 - 15

Combustible paramotores diesel,calefacciones, tinta paraimprenta

Combustóleo 15 - 18Combustible paramotores diesel



Aceitelubricante

16 - 20 Lubricación

Parafinaasfalto 20 - 34

Impermeabilizantes,revestimiento decaminos

*Tomado del American Society Testing Materials.

Para que estos productos del petróleo se acumulen en cantidades explotables, esnecesario que se depositen en secciones espesas de estratos sedimentarios, los cualesestán formados por rocas de estructura laminar orgánica que constituyen las principalesfuentes de hidrocarburos; en capas permeables de reservorio, como la piedra arenisca; yen capas impermeables consistentes en láminas compactas; estructuras abovedadas, deestratos permeables, que dan cabida al petróleo crudo. Así, el petróleo y sus derivadosquedan depositados dentro de estas capas de reservorio o rocas-almacenes, denaturaleza porosa.

En las plataformas continentales hay un sinnúmero de yacimientos de petróleo, cuyascaracterísticas son semejantes a las de la zona continental. Estos depósitos sonexplotados en países como Estados Unidos, Gran Bretaña, Unión Soviética, los paísesárabes, México y Venezuela, donde se perforan pozos a una distancia hasta de 100kilómetros de la costa.

Todos los recursos minerales hallados en playas, plataformas y taludes continentalesquedan superados en cantidad por los gigantescos campos de nódulos metalíferos, quecubren amplias zonas del fondo marino profundo.

A partir de 1870 el buque Challenger comenzó a descubrir nódulos o acumulaciones deminerales en el fondo del Océano Atlántico. Los estudios oceanográficos posteriores handemostrado que aproximadamente 40 millones de kilómetros cuadrados del fondo delocéano están cubiertos por esos nódulos, lo que representa el 10 por ciento del área totaldel fondo de los mares, calculada en 360 millones de kilómetros cuadrados.

Estos nódulos miden desde unos cuantos milímetros hasta 30 centímetros de diámetro,con un tamaño promedio de tres centímetros. Sin embargo, existen algunos nódulos demayor tamaño, como el que se obtuvo al este de Filipinas en 1958 y el cual pesó 850kilogramos. Según otros autores, llegó a encontrarse un nódulo de cuatro toneladas.

Los nódulos se componen principalmente de manganeso así como de hierro, níquel, cobrey cobalto dispuestos en capas concéntricas. Se estima que los depósitos más ricospueden producir hasta 45 por ciento de manganeso, metal indispensable en la producciónde acero. En el centro llevan algún objeto duro, como pequeñas piedras de lapilli o pómezvolcánica, dientes antiguos de tiburones, pedazos de hueso de ballena, trozos de coralesy de esponjas calcáreas. Sus capas se distribuyen de tal modo que les dan unaconsistencia porosa y ligera.

Sobre el origen de los nódulos se ha discutido mucho, y todavía se sigue investigando alrespecto. Algunos piensan que la formación de los mismos se inicia cuando los objetosduros, que generalmente se encuentran en el fondo, comienzan a recubrirse de losminerales debido a la atracción eléctrica, de manera semejante a como las otrasproducen sus perlas. Como se han encontrado algunos sin centro duro, se ha pensado quelos nódulos se formaron a partir de un pequeño nódulo más antiguo. Se cree también que



en su formación intervienen ciertas bacterias que transforman los elementos metálicosdel agua del mar.

Estas acumulaciones, que tardan miles de años en formarse, provienen de materiassuspendidas en las aguas oceánicas. Se calcula que 10 millones de toneladas de estoscompuestos son transformados cada año en nódulos de manganeso.

Existen depósitos muy ricos de manganeso, como la llamada "provincia de mineral",situada en el Pacífico norte, desde el Ecuador hasta las islas Hawai. Con cerca de 6millones de kilómetros cuadrados, este depósito contiene cuando menos 26 mil millonesde toneladas de mineral.

La principal dificultad para su aprovechamiento es que los valiosos nódulos se encuentrana una profundidad de 4 300 metros, lo que representa numerosos problemas para suexplotación. Su extracción costeable depende de que se diseñen técnicas eficaces derecuperación para llevarlos a la superficie y transportarlos a tierra para su posteriorelaboración.

En México, se han localizado depósitos de nódulos en el Océano Pacífico con mayorvolumen y concentración en el área de las fallas Clarion y Clipperton dentro de su zonaeconómica submarina.

Otro tipo de nódulos encontrados en el fondo del mar, generalmente en las cercanías delos taludes continentales son los formados por altas concentraciones de fosfato, hasta un30 por ciento, y pequeñas cantidades de compuestos metálicos, originados por ladescomposición de restos de seres vivos.

Frente a las costas de California, se localizó una zona de 15 000 kilómetros cuadrados quecontiene 1 000 millones de toneladas de nódulos de fosfatos; éstos llegan a pesar hasta100 kilogramos, sin embargo, su diámetro promedio es de 5 centímetros.

La antigua esperanza de la humanidad de extraer tesoros del mar se ha empezado aconvertir en realidad al aprovechar los minerales de los océanos. La máxima importanciala tienen los depósitos submarinos de petróleo y gas natural, descubiertos hasta la fecha,que son y seguirán siendo la fuente principal de energía de que dispone el hombre.

También se están obteniendo, a partir de los sedimentos marinos, diferentes materiasprimas: mineral de hierro frente a las costas japonesas; zinc en las aguas del archipiélagomalayo; diamantes en las aguas de África del Sudoeste y existen ya, instalacionescosteras dedicadas a la extracción de sodio, magnesio, níquel, cobalto y cobre.

Sin embargo, falta que la ciencia y la industria elaboren tecnologías costeables para laexplotación de los 15 000 millones de toneladas de cobre; igual cantidad de toneladas demanganeso; 20 000 millones de toneladas de uranio; 10 000 millones de toneladas deoro; o 500 millones de toneladas de plata, además de otras valiosísimas sustancias quese hallan en las aguas marinas.

VIII Los Minerales y Los Energeticos en El Oceano

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